一种紫铜碳钢复合板缺陷修复方法技术

本发明专利技术公开了一种紫铜碳钢复合板缺陷修复方法，属于焊接的技术领域。本发明专利技术采用热处理炉体加热，使母材达到焊接条件，炉体加热的好处：热量均匀，热量保持时间长，温度容易控制等，局部加热的局限性全部被解决掉了。加热出炉之后，直接在台车上施焊，同时在紫铜层上覆盖石棉，极大降低母材的温度流失速度，使待焊坡口处热量保持时间长，同时，本发明专利技术采用焊炬对待焊坡口加热，使待焊坡口温度不低于预热温度，确保待焊坡口处的温度，克服了温度流失较快而满足不了施焊条件的困难。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接的
，尤其涉及一种紫铜碳钢复合板缺陷修复方法。
技术介绍
紫铜是比较纯净的一种铜，一般可近似认为是纯铜，导电性、塑性都较好，但强度、硬度较差一些。紫铜具有优良的导热性﹑延展性和耐蚀性。紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率,而镉、锌等则影响很小。氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小,可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大，但能降低加工塑性。紫铜碳钢复合板，是利用炸药的能量将复层紫铜与基板形成牢固的原子间结合，使基复板在爆炸复合后产生很大应力。对未贴合区进行焊补可能加剧补焊区的应力状况，如果焊缝的塑性韧性不高，形成的应力很容易将焊缝拉开形成裂纹。由于紫铜与碳钢属于两种不同类别的材料，化学成分、热导率、线膨胀系数等都有很大差别，属于异种金属间的焊接，存在不同的焊接性，如果焊接工艺选择不合适，堆焊时容易出现气孔、裂纹等焊接缺陷。铋或铅与铜生成低熔点共晶，使铜产生热脆；而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时，又使铜产生冷脆。磷能显著降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性,改善焊接性。这些元素如果利用不好，会对堆焊质量产生很大影响，如果应用得当，则可以使堆焊事半功倍。对于紫铜与碳钢的异种金属焊接，在液态中铜与钢能完全混合，但固态中相互固溶度有限，铜原子会沿着钢的晶界进行渗透。由于铜的熔点比钢低，因此在冷却时铜铝的结晶温度低于钢的结晶温度，便会在焊缝的热影响区产生裂纹。而且基层的元素在高温熔池中会向焊缝中迁移，使焊缝含碳量增加，严重降低焊缝的综合机械性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种焊接质量好、焊缝的致密性和强度高、能很好地解决复合板缺陷的紫铜碳钢复合板缺陷修复方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种紫铜碳钢复合板缺陷修复方法，包括以下步骤：步骤一、通过爆炸焊接将紫铜层与碳钢基板焊接，使紫铜层与碳钢基板的主体部分牢固连接，形成紫铜碳钢复合板；标记紫铜层与碳钢基板之间未贴合的边缘部分；步骤二、从碳钢基板表面中心处150mm×150mm的范围，挖至碳钢基板面以下1.0mm至1.5mm形成坡口，打磨抛光至待焊坡口露出金属光泽并圆滑过渡；用丙酮液对待焊坡口擦洗干净；步骤三、在电阻炉出口处安装焊接台；步骤四、将紫铜碳钢复合板放入电阻炉内预热处理，使紫铜碳钢复合板温度达到300-400℃，然后将紫铜碳钢复合板直接从电阻炉移至焊接台；保持碳钢基板在下，紫铜层在上，在紫铜层上覆盖石棉，同时采用焊炬对待焊坡口加热，使待焊坡口温度不低于预热温度；步骤五、采用氩气或者氦气作气体保护，对待焊坡口进行氩弧焊，每一段焊缝接头处回焊一小段，然后再沿焊接方向施焊，保证焊缝接头处连接牢固；焊接收弧时停顿一小段时间，对弧坑延时保护；步骤六、焊接完成后，将焊接表面打磨抛光平整，然后对试板堆焊表面进行PT检测；步骤七、用超声波探伤仪对堆焊区进行贴合率检验；步骤八、对试板取样进行弯曲力学性能检验。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：步骤一中采用的紫铜层由以重量份计0.002%Sn、0.002%As、0.1%Si、0.05%0、0.005%Zn、0.005%Fe、0.002%Ni、0.003%Pb、0.001%P、余量为Cu组成。堆焊材料由以重量份计0.002%Sn、0.1%Si、0.002%As、0.005%Zn、0.01%Fe、0.002%Ni、0.003%Pb、余量为Cu组成。步骤五中保护气体采用Ar气，Ar气纯度≥99.99%，体流量：9L/min至14 L/min。对焊缝焊接时正极接紫铜碳钢复合板、负极接钨极，焊接电流220A至240A，电压16V至20V，直流正接，钨棒端部磨成15°至25°圆锥形。待焊坡口和焊丝在施焊前用丙酮液擦洗干净。紫铜层采用T1紫铜，碳钢基板采用Q345R碳钢板。PT检测采用DPT-5检测剂。对焊缝焊接时采用ERCu-1焊丝，直径为2.5mm。与现有技术相比，本专利技术的基层材料Q345R, 规格尺寸：复合板尺寸6/21*6000*1000，从基板Q345R表面中心处150*150mm的范围，挖至基板面以下1.0-1.5mm形成坡口，打磨抛光待焊坡口露出金属光泽并圆滑过渡满足焊接条件，氩弧焊待焊区域和焊丝在施焊前用丙酮液擦洗干净。考虑到T1紫铜的特性，紫铜导热率会很高，容易产生结晶裂纹，现有技术是在施焊之前对坡口和周边200~300mm范围进行了300-400℃的预热。但是，由于紫铜板的特性，导热率大，散热较快，局部加热的温度存留时间较短，熔池保持时间较短，熔池流动性差，无法满足焊接条件，导致焊接质量差。本专利技术采用热处理炉体加热，使母材达到焊接条件，炉体加热的好处：热量均匀，热量保持时间长，温度容易控制等，局部加热的局限性全部被解决掉了。加热出炉之后，直接在台车上施焊，同时在紫铜层上覆盖石棉，极大降低母材的温度流失速度，使待焊坡口处热量保持时间长，同时，本专利技术采用焊炬对待焊坡口加热，使待焊坡口温度不低于预热温度，确保待焊坡口处的温度，克服了温度流失较快而满足不了施焊条件的困难。为保证焊缝金属熔合好的情况下，尽量减少基层金属向堆焊复层的渗入量，降低熔合比，本专利技术在复合板出炉时保持碳钢基板在下，紫铜层在上，即方便覆盖石棉，在堆焊时也能减少基层金属向堆焊复层的渗入量。为防止产生未熔合、气孔等缺陷，每一段焊缝接头处应回焊一小段，然后再沿焊接方向施焊，以利于调整接头平滑并能消除弧坑缺陷。焊接过程的温度不低于预热温度。附图说明图1是本专利技术紫铜碳钢复合板加热后从电阻炉内移送到焊接台的示意图。具体实施方式以下对本专利技术的实施例作进一步详细描述。其中图1中附图标记为：1、紫铜碳钢复合板，2、电阻炉，3、焊接台。本实施例中一种紫铜碳钢复合板缺陷修复方法，包括以下步骤：步骤一、通过爆炸焊接将紫铜层与碳钢基板焊接，使紫铜层与碳钢基板的主体部分牢固连接，形成紫铜碳钢复合板；标记紫铜层与碳钢基板之间未贴合的边缘部分；步骤二、从碳钢基板表面中心处150mm×150mm的范围，挖至碳钢基板面以下1.0mm至1.5mm形成坡口，打磨抛光至待焊坡口露出金属光泽并圆滑过渡；用丙酮液对待焊坡口擦洗干净；步骤三、在电阻炉出口处安装焊接台；步骤四、将紫铜碳钢复合板放入电阻炉内预热处理，使紫铜碳钢复合板温度达到350℃，然后将紫铜碳钢复合板直接从电阻炉移至焊接台；保持碳钢基板在下，紫铜层在上，在紫铜层上覆盖石棉，同时采用焊炬对待焊坡口加热，使待焊坡口温度不低于预热温度；步骤五、采用氩气或者氦气作气体保护，对待焊坡口进行氩弧焊，每一段焊缝接头处回焊一小段，然后再沿焊接方向施焊，保证焊缝接头处连接牢固；焊接收弧时停顿一小段时间，对弧坑延时保护；步骤六、焊接完成后，将焊接表面打磨抛光平整，然后对试板堆焊表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫铜碳钢复合板缺陷修复方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一、通过爆炸焊接将紫铜层与碳钢基板焊接，使紫铜层与碳钢基板的主体部分牢固连接，形成紫铜碳钢复合板；标记紫铜层与碳钢基板之间未贴合的边缘部分；步骤二、从碳钢基板表面中心处150mm×150mm的范围，挖至碳钢基板面以下1.0mm至1.5mm形成坡口，打磨抛光至待焊坡口露出金属光泽并圆滑过渡；用丙酮液对待焊坡口擦洗干净；步骤三、在电阻炉出口处安装焊接台；步骤四、将紫铜碳钢复合板放入电阻炉内预热处理，使紫铜碳钢复合板温度达到300‑400℃，然后将紫铜碳钢复合板直接从电阻炉移至焊接台；保持碳钢基板在下，紫铜层在上，在紫铜层上覆盖石棉，同时采用焊炬对待焊坡口加热，使待焊坡口温度不低于预热温度；步骤五、采用氩气或者氦气作气体保护，对待焊坡口进行氩弧焊，每一段焊缝接头处回焊一小段，然后再沿焊接方向施焊，保证焊缝接头处连接牢固；焊接收弧时停顿一小段时间，对弧坑延时保护；步骤六、焊接完成后，将焊接表面打磨抛光平整，然后对试板堆焊表面进行PT检测；步骤七、用超声波探伤仪对堆焊区进行贴合率检验；步骤八、对试板取样进行弯曲力学性能检验。

【技术特征摘要】
1.一种紫铜碳钢复合板缺陷修复方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、通过爆炸焊接将紫铜层与碳钢基板焊接，使紫铜层与碳钢基板的主体部分牢固连接，形成紫铜碳钢复合板；标记紫铜层与碳钢基板之间未贴合的边缘部分；
步骤二、从碳钢基板表面中心处150mm×150mm的范围，挖至碳钢基板面以下1.0mm至1.5mm形成坡口，打磨抛光至待焊坡口露出金属光泽并圆滑过渡；用丙酮液对待焊坡口擦洗干净；
步骤三、在电阻炉出口处安装焊接台；
步骤四、将紫铜碳钢复合板放入电阻炉内预热处理，使紫铜碳钢复合板温度达到300-400℃，然后将紫铜碳钢复合板直接从电阻炉移至焊接台；保持碳钢基板在下，紫铜层在上，在紫铜层上覆盖石棉，同时采用焊炬对待焊坡口加热，使待焊坡口温度不低于预热温度；
步骤五、采用氩气或者氦气作气体保护，对待焊坡口进行氩弧焊，每一段焊缝接头处回焊一小段，然后再沿焊接方向施焊，保证焊缝接头处连接牢固；焊接收弧时停顿一小段时间，对弧坑延时保护；
步骤六、焊接完成后，将焊接表面打磨抛光平整，然后对试板堆焊表面进行PT检测；
步骤七、用超声波探伤仪对堆焊区进行贴合率检验；
步骤八、对试板取样进行弯曲力学性能检验。
2.根据权利要求1所述的一种紫铜碳钢复合板缺陷修复方法，其特征是：步骤一中采用的紫铜层由以重量份计0.002%Sn、0.002%As、0.1%Si、0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓宁嘉，孙建，戴和华，左勤平，
申请(专利权)人：南京宝泰特种材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32